2.3 电能(4) 电功率的测量(分层练习)2026-2027学年浙教版科学九年级上册
2026-09-02
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摘要:
### 基本信息
分层设计清晰,从基础操作到综合应用梯度递进,覆盖电功率测量核心知识点,注重科学探究与实验分析能力培养。
### 分层设计
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固练|伏安法测功率实验操作、原理辨析、基础计算、电路故障判断|以选择填空为主,聚焦单一知识点,如手眼分工(第1题)、电能表功率计算(第3题),强化科学观念与基本实验技能|
|能力提升练|串联电路功率分析、实验方案设计、数据处理与误差分析、拓展实验(无电流表测功率)|综合题型为主,注重探究实践与科学思维,如多组数据归纳电阻变化(第22题)、替代方案设计(第31题),提升问题解决与创新能力|
内容正文:
浙教版科学九年级上册 2.3 电能(4) 电功率的测量(分层练习)
一、基础巩固练
1.为了测量小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是(已知额定电压)( )
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电压表
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼看小灯泡是否发光
D.手按开关,眼观电流表
2.关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”,下列说法正确的是( )
A.伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=W/t
B.两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差
C.两个实验使用的实验器材完全相同
D.伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法
3.为测量某电热杯的电功率,小明同学把家中其余用电器均从电源上断开,只将该电热杯接入电路,观察电能表,发现在1min内电能表转盘转动15圈。电能表的部分技术参数如表,该电热杯的电功率( )
电压
220V
电流规格
10(20)A
电流频率
50Hz
每千瓦时的转数
3000revs/(kW•h)
A.200W B.300W C.400W D.450W
4.在“伏安法测电功率”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.改变被测灯泡的额定功率 B.改变被测灯泡两端的电压
C.改变电路中的电流 D.保护电路
5.如图所示为小红在测量小灯泡电功率时连接的实验电路,老师在检查电路时指出她连接的这个电路中有一处连接错误,你认为这个错误是( )
A.开关没有串联接入电路中 B.滑动变阻器的接线柱连接错误
C.电压表没有与灯泡并联 D.电流表没有串联接入电路中
6.小明同学在做测量小灯泡电功率的实验时,他设计了如图所示的电路,正确操作并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是( )
A.检查电路是否某个位置接触不好,断路了
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
D.重新连接一次电路
7.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,其原因可能是( )
A.变阻器总电阻太大 B.电压表量程太大了
C.电源电压太低 D.灯泡灯丝断开
8.如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I﹣U变化关系图像。根据图像,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )
A.此过程中电流与电压成正比 B.此过程中小灯泡电阻保持不变
C.额定电流是0.3A D.额定功率是1.5W
9.在测定小灯泡功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,小聪同学通过正确实验得到的数据如下表。分析数据得到的下列结论,正确的是( )
电压U/V
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.22
0.25
0.3
0.33
A.灯丝的电阻随电压增大而减小
B.小灯泡的额定功率为0.75W
C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值
D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
10.小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V,实验电路如图甲所示。实验中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示。根据实验过程及现象,下列四个选项中,判断正确的是( )
A.闭合开关前,滑片要移到最右端,保护电路
B.图乙中的电流表示数为0.45A
C.小灯泡正常发光时的电阻为 5Ω
D.小灯泡的额定功率为 5W
11.小方利用图所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑片应滑到a端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.移动滑片,只需观察电流表、电压表的示数
D.当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.2A,小灯泡额定功率为0.5W
12.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.通过实验可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越暗
13.为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图所示的电路,实验中电源电压保持3V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
A.多次实验的目的是为了减小误差
B.小灯泡的额定功率为0.48W
C.实验前未闭合开关时,小灯泡的电阻可能为6Ω
D.第1、2两次实验,滑动变阻器电阻的改变量大于小灯泡电阻的改变量
14.用如图甲所示的电路比较额定电压均为2.5V的小灯泡L1和L2的额定功率。
(1)先将小灯泡L1按图甲所示接入电路中,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P放在 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S后调节滑片P的位置,当电压表示数为2.5V时电流表的示数如图乙所示。则小灯泡L1的额定电流为 A,额定功率为 W。
(3)再断开开关后将小灯泡L2替换L1接入电路,闭合开关后发现电流表的示数为0.2A。假定电源两端的电压保持不变,则小灯泡L2的额定功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)L1的额定功率。
15.学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验,实验电路如图甲,绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙,已知小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V。回答下列问题:
(1)闭合开关后移动变阻器的滑片,当电压表示数为 V时,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率;
(2)实验时,变阻器的滑片向左移动过程中,电流表与电压表示数的比值将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
16.小科做“测定小灯泡电功率”的实验,已知电源电压4.5V,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)请用笔代替导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)已知小科准备的元件都是完好的,闭合开关后,小科发现电压表、电流表示数如图乙所示,请分析出现该现象的原因是 。
(3)小科在解决问题后,移动滑动变阻器滑片,利用测出的数据绘制U﹣I图像,如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 。
(4)小科还发现绘制的图像中电流与电压没有成正比,请你对此作出一种可能的解释: 。
二、能力提升练
17.小华将标有“6V 3W”的灯L1与标有“6V 6W”的灯L2串联,如图所示。下列说法正确的是( )
A.该电路能测出灯泡L2的额定功率
B.该电路能测出灯泡L1正常发光时的电阻
C.该电路能探究电流与电压的关系
D.该电路不可以探究电流做功的多少与电压的关系
18.如图所示,探究“电功率跟电压的关系”实验中,将小灯泡L1“2.5V,0.3A”和L2“3.8V,0.3A”串联,下列说法正确的是( )
A.L1和L2串联的主要目的是使两灯泡的通电时间相同
B.如果电源电压可调,两灯泡可以同时正常发光
C.闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,因为其额定功率大
D.该实验的原理是P=UI
19.小明在测量小灯泡的电功率时,由于粗心大意,忘记了把电压表接入电路中。已知灯泡的额定电压为3.5V,电源电压为6V,电压表只有0~3V的量程。为了能准确地测出小灯泡的额定功率,则电压表V应并联在如图所示的电路中的哪两点上面( )
A.ab B.ae C.bc D.de
20.额定电压为2.5V的小灯泡接在下列四个电路中,不能测出小灯泡额定功率的是( )
A. B.
C. D.
21.小明同学在测定额定电压为“3.8V”的小灯泡的额定功率时,发现电压表“0~15V”量程坏了,而“0﹣3V”量程完好,实验所用其他器材完好,所用的电源电压恒为6V,在不更换实验器材的情况下,同学们帮助小明同学设计如图所示的四种实验电路图,则能完成实验的电路图是( )
A. B.
C. D.
22.在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时,小红所观察和记录的结果如表所示。分析实验记录,她得出了以下结论,其中正确的是( )
小灯泡两端的电压U/V
0.5
1.0
1.5
2
2.5
3
通过小灯泡的电流I/A
0.12
0.16
0.19
0.23
0.25
0.28
小灯泡的亮度
暗→亮
正常发光
过亮
①小灯泡的额定功率为0.625W
②小灯泡的实际功率越大,亮度越大
③小灯泡的电阻随随灯丝温度的升高而增大
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时,能正常发光
A.只有① B.只有①②
C.只有①②③ D.①②③④都正确
23.小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求导线不得交叉。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端。
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,此时观察到 表的指针有明显偏转。
24.某学习小组在做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材如下:电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(35Ω 1A)以及符合实验要求的电表、开关和导线。
(1)图甲是小亮同学自己根据实验原理连接的实物图,他想在实验中向左移动滑动变阻器滑片时灯泡逐渐变暗,但连完后有小伙伴指出其中有一条导线明显连接有误,请在该导线上画上“×”,并将之修改正确。
(2)小明同学将滑动变阻器滑片移动到某处时,电压表的示数为2.2V,再将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)调节后,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(3)小明同学想利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻,保持电压表示数始终为图丙所示,多次更换阻值不同的定值电阻,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,选用的电阻阻值不能大于 Ω。
25.小建做测定“小灯泡额定功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,滑动变阻器、电表、开关和导线。
(1)小建通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成如图乙所示的U﹣I图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率P额= W;
(2)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取下,发现电压表的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用____ 。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 1A”的滑动变阻器
(4)测完小灯泡的电功率之后,他还想要绘制出该用电器的P﹣I2和P﹣U2图像,如图,则可能正确的是____ 。
A. B.
C. D.
26.在“探究电功率跟电压、电流的关系”时,利用电源电压约6V、L1:“2.5V 0.3A”、L2:“3.8V 0.3A”两个小灯泡、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关、导线等实验器材进
行了以下实验探究。第一组探究“电功率跟电压的关系”。
(1)连接如图电路,开关闭合时发现L1不发光、L2发光,电压表无示数。产生这种现象的原因是 。
(2)排除故障后继续进行实验,收集了如表格所示相关信息。
发光情况
电压/V
L1
暗
2.4
L2
亮
3.6
①写出实验的初步结论: 。
②实验中还需测L2两端电压,写出拆接电压表时的注意事项(2条即可)。 。
(3)第二组探究电功率跟电流的关系为了得电功率跟电流的关系,在方框内画出实验电路图。
27.在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。(导线不允许交叉)
(2)现有规格为A“10Ω 2A”、B“20Ω 1A”和C“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器可供选择,应选择 (填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是 和调节小灯泡两端的电压及通过的电流。
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 (填“电流表”或“电压表”)移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)记下多组对应的电压表和电流表的示数,如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
发光情况
较暗
较亮
明亮
更明亮
电压U/V
1.3
1.7
2.5
3.0
电流I/A
0.21
0.24
0.30
电功率P/W
0.273
0.408
0.9
①依次完成这4次实验的过程中,滑动变阻器的滑片一直在向 移动;
②通过分析实验数据发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率 ,小灯泡越亮。
(5)完成以上实验后,涵涵又选用了“3.8V”的小灯泡直接替换原来的灯泡进行测量,其他器材和连接均不变,更换灯泡后,她发现利用此电路无法准确判断小灯泡何时正常发光,请你帮她分析出现问题的原因: 。
28.小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为定值)、待测小灯泡(标有“0.25A”字样)。电流表、电压表(只有0﹣3伏挡完好)、滑动变阻器(标有“20Ω 1A”字样)、开关及导线若干。小灯的额定功率估计为0.9瓦左右,该同学正确连接电路,实验步骤正确。完成下列问题。
(1)实验刚闭合开关时,电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安,由此可求出电源电压 V;
(2)在实验过程中,灯泡突然熄灭,经分析:可能是灯泡断路,也可能是滑动变阻器断路。小明通过观察 (填“电压表”或“电流表”),初步判断出灯泡断路;
(3)更换相同规格的灯泡后,小明继续实验:他边思考边实验,同时对电路进行调整,直至小灯正常发光。此时观察到电流表示数为0.25A时,电压表示数如图所示,请根据相关信息,求出小灯的额定电功率为 W;
(4)小明将滑片P从阻值最大处移到阻值最小处(灯泡未烧坏),测定并依据实验数据,画出灯泡的I﹣U图像(如图a),任取图像中一点构成矩形(如图b中阴影部分),则矩形面积表示的科学含义是 。
29.某小组在做“测量小灯泡电功率”的实验,实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)在电路连接完成后,闭合开关前,同组同学检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×,并在图中正确连线。
(2)正确连接电路后,闭合开关,有移动滑动变阻器滑片的过程中,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,其原因可能是 ____ (选填符号)。
A.灯泡断路 B.灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表,电压表的数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A,小灯泡两端的电压是 V,若使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V。
(4)实验结束后,琳琳所在小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图像,则小灯能正常发光时的电阻大约是 Ω.(保留一位小数)
30.小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率,已知电源电压3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮);
(2)闭合开关后,小华发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 ;
(3)排除电路故障后,重新开始实验,小华从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡I﹣U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 P0(选填“大于”或“小于”);
(5)实验中,有甲“15Ω;2A”、乙“25Ω;2A”、丙“30Ω;2A”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验中选用的是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
31.图甲是小明测量小灯泡电功率的电路图,小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动,电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障, (选填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图象如图乙所示。根据图象可得小灯泡的额定功率为 W。研究发现,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比,原因是 。
(4)在测量小灯泡电功率的拓展实验过程中,电流表坏了,他们找来一只阻值合适的定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路图,操作步骤如下:
①断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额;
② ,断开S2,闭合S1,记下此时电压表示数为U。则小灯泡额定功率表达式:P额= (用U额、U和R0表示)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光,据此分析实验操作。
【解答】为了测量小灯泡的额定功率,应使灯泡正常发光,当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光,因此在具体实验操作中,手移动滑动变阻器的滑片,眼观电压表,故ACD错误,B正确。
故选:B。
2.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】A.根据伏安法测灯泡电功率的实验原理判断;
B.科学探究中多次测量的目的:①求平均值减小误差;②寻找普遍规律,根据实验过程判断;
C.根据实验过程确定需要的实验器材;
D.探究某个因素对物理量的影响时,控制其它因素相同,这就是控制变量法。
【解答】A. 伏安法测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI,也就是通过测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,计算得到电功率,故A错误;
B. 伏安法测小灯泡电阻”实验中,小灯泡的电阻会随温度升高而增大,不是一个定值,多次测量是为了探究温度对电阻的影响,不能通过多次测量取平均值减小误差;
“伏安法测小灯泡电功率”实验中,多次测量是为了探究不同电压下小灯泡的实际功率、灯泡亮度和实际功率的关系,小灯泡在不同电压下实际功率不同,也不能取平均值减小误差,故B错误;
C. 两个实验都需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,都需要电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、小灯泡、导线,实验器材完全相同,故C正确;
D. 安法测小灯泡电阻,是通过测量电压和电流计算电阻,探究电阻随温度的变化规律,没有用到控制变量法,故D错误。
故选C。
3.【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用;电器的电功率
【解析】【分析】3000revs/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,或者表示电能表每转1r,电路中消耗kW•h的电能,求出转盘转15r时电热杯消耗的电能,然后根据P求出电热杯的电功率。
【解答】电能表转盘转动15转时电热杯消耗的电能:
W0.005kW•h=1.8×104J,
t=1min=60s,
则该电热杯的电功率:P300W。
故选:B。
4.【答案】A
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】在“伏安法测电功率”的实验中,滑动变阻器的基本作用是保护电路,主要作用是改变灯泡的电压、电流,从而改变其实际功率;
一个用电器的额定功率是不变的,其实际功率随实际电压的改变而改变。
【解答】滑动变阻器在实验中首先起到保护电路的作用,所以D正确;
通过改变滑动变阻器的电阻,还可以改变电路中的电流及灯泡两端的电压,所以BC正确 ;
灯泡的额定功率是不变的,其实际功率随着实际电压的改变而改变,所以A错误 。
故选:A。
5.【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】在测量小灯泡电功率时,用与灯泡并联的电压表测其两端的电压,用与灯泡串联的电流表测通过的电流,改变灯泡两端电压和电流的滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,然后与电源、开关串联组成电路,据此进行解答。
【解答】 在测量小灯泡电功率时,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,然后与电源、开关串联组成电路,由电路图可知,开关串联在电路中、电压表与灯泡并联、电流表与灯泡串联均正确,而滑动变阻器连接了上方两个接线柱是错误的,所以, ACD说法错误、B说法正确。
故选:B。
6.【答案】C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】正确操作并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是指在现在的电路、元件的基础上,通过调节电路能使电路工作正常的情况。
电路电阻太大,电路电流很小,灯泡实际功率很小时,灯泡不发光,可以移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的电阻,看灯泡是否发光。
【解答】 A、若是否某个位置接触不好,断路了,两表均无示数,A 错误;
B、若灯断路,则电压表示数接近电源电压,电流表无示数;若灯短路,则电压表示数为0,均不符合题意;所以,接下来他首先应进行的操作不应是B,B错误;
C、灯的亮度取决于灯的实际功率。因连接电路时,为保护电路元件,滑动变阻器连入电路中的阻值应最大。闭合开关后,电流表、电压表均有示数,灯泡不亮可能是由于电路电阻太大,电路电流太小,灯泡实际功率远小于灯的额定功率造成的,可以移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,C正确;
D、因连接正确并开关闭合,所以不需重新连接,D错误。
故选:C。
7.【答案】C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】电路连接正确,不是连接故障问题,而是器材的规格问题,从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。
【解答】A、变阻器是可以调节的,而且最小可调节至阻值为零,此时灯泡两端电压等于电源电压,A不符合题意。
B、电压表量程的大小,不会影响灯泡两端的电压,B不符合题意;
C、如果电源电压太低,即使变阻器阻值最小,也有可能达不到灯泡的额定电压,C符合题意;
D、如果灯泡灯丝断开,则灯泡不会发光,故D不符合题意。
故选:C。
8.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,I﹣U图线是正比例函数图象;
(2)根据图像读出额定电压下通过灯泡的电流,根据P=UI求出额定功率。
【解答】AB.由图可知,I﹣U变化关系图像是曲线,小灯泡的电流与电压不成正比,此过程中小灯泡电阻是变化的,故AB错误;
CD.小灯泡的额定电压为3V,由图像可知,灯泡的额定电流为0.5A,则灯泡的额定功率P=UI=3V×0.5A=1.5W,故C错误、D正确。
故选:D。
9.【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)灯泡是非线性元件,灯丝电阻与温度有关;
(2)灯泡在额定电压下的功率为额定功率,由表中数据找出灯泡额定电压对应的电流,然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率;
【解答】A、灯泡是非线性元件,随着灯泡上的电压、电流增大,灯丝的温度升高,电阻增大,故A错误;
B、由表中数据知,灯泡额定电压U=2.5V对应的电流I=0.32A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,故B正确;
C、灯泡在额定电压下的功率为额定功率,不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率,故C错误;
D、当电压、电流改变时,灯丝的温度也会改变,即灯丝电阻不是定值,由I知:通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,故D错误。
故选:B。
10.【答案】C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大;
(2)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数;
(3)根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻;
(4)根据P=UI求出灯泡的额定功率。
【解答】A、为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大,即滑片移到最左端,故A错误;
B、图乙中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,故B错误;
C、由I可得,灯泡正常发光时的电阻R5Ω,故C正确;
D、小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W,故D错误。
故选:C。
11.【答案】D
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】A、闭合开关前,为保护电路,滑片应滑到阻值最大处;
B、闭合开关后,小灯泡不发光,可能是灯泡断路,也可能是灯短路了;
C、移动滑片,只需电压表的示数,当电压表示数为2.5V时,灯正常发光,再记下电流表示数;
D、已知电压表示数为2.5V时电流表示数,根据P=UI得出小灯泡额定功率。
【解答】A、闭合开关前,为保护电路,滑片应滑到b端,故A错误;
B、闭合开关后,小灯泡不发光,也可能是灯短路了,故B错误;
C、移动滑片,只需电压表的示数,当电压表示数为2.5V时,记下电流表示数,故C错误;
D、当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.2A,小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W,故D正确。
故选:D。
12.【答案】C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)连接电路时开关应断开;闭合开关前,滑片处于最大阻值处;
(2)小灯泡不发光,可能是电路断路;
(3)小灯泡正常发光时的功率为额定功率;
(4)小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越亮。
【解答】A、闭合开关前,滑片处于最大阻值处,即B端,故A错误;
B、闭合开关后,小灯泡不发光,也可能是电路中的其它地方断开了,造成电路中没有电流,故B错误;
C、小灯泡的额定电压为2.5V,当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可得出小灯泡的额定功率,故C正确;
D、通过实验可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越亮,D错误。
故选:C。
13.【答案】D
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)多次实验的目的:一是求平均值来减小误差;二是寻找普遍规律;
(2)根据实验数据分析回答;
(3)根据表中数据和欧姆定律求出灯泡不发光时的电阻;
(4)根据欧姆定律分别计算通过电路的电流由0.10A变为0.14A,滑动变阻器的电阻变化量和灯泡的电阻变化量,比较即可。
【解答】A、在测量小灯泡电功率实验中,多次测量的目的是为了寻找普遍规律,故A错误;
B、小灯泡的电压为额定电压2.5V时,流过的电流为0.28A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W,故B错误;
C、由表中数据可知,灯泡不亮时,电压为0.5V,电流为0.1A,此时灯泡的电阻为:R15Ω,故C错误;
D、当灯泡两端的电压为0.5V时,通过电路的电流约为0.10A,
滑动变阻器两端的电压为:UH1=U﹣UL1=3V﹣0.5V=2.5V,
滑动变阻器此时接入电路的电阻:RH125Ω,
此时灯泡的电阻为:
R15Ω;
当灯泡两端的电压为1V时,通过电路的电流约为0.14A,
滑动变阻器两端的电压为:UH=U﹣UL2=3V﹣1V=2V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻:RH214.3Ω,
此时灯泡的电阻为:
R27.1Ω;
通过电路的电流由0.1A变为0.14A,滑动变阻器的电阻由25Ω变为14.3Ω,电阻变化量为25Ω﹣14.3Ω=10.7Ω;
灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω,电阻的变化量为7.1Ω﹣5Ω=2.1Ω,故小灯泡电阻的变化量△R2小于滑动变阻器电阻的变化量△R1,故D正确。
故选:D。
14.【答案】(1)B
(2)0.16;0.4
(3)大于
【知识点】电功率计算公式的应用;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)闭合开关S前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P放在阻值最大处。
(2)电压表示数为2.5V时电流表的示数如图乙所示,确定电流表选用小量程的分度值读数,根据P=UI得出额定功率大小;
(3)闭合开关后发现电流表的示数为0.2A,大于原来的电流0.16A,可知L2的电阻小于L1的电阻,因两灯额定电压相同,根据P分析。
【解答】(1)先将小灯泡L1按图甲所示接入电路中,闭合开关S前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P放在阻值最大处,即B端。
(2)闭合开关S后调节滑片P的位置,当电压表示数为2.5V时(灯正常发光)电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则小灯泡L1的额定电流为 0.16A,L1的额定功率为
P=UI=2.5V×0.16A=0.4W。
(3)再断开开关后将小灯泡L2替换L1接入电路,闭合开关后发现电流表的示数为0.2A,大于原来的电流0.16A,可知L2的电阻小于L1的电阻,因两灯额定电压相同,根据P,则小灯泡L2的额定功率大于L1的额定功率。
故答案为:(1)B;(2)0.16;0.4;(3)大于。
15.【答案】(1)3.8
(2)变小
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)小灯泡的额定电压为3.8V,灯泡正常工作时的功率为额定功率;
(2)图中,电压表测灯的电压,电流测灯的电流,当滑片向左滑动时分析变阻器连入电路中的电阻变化,由欧姆定律得出电路中电流变化和灯的电压变化,根据灯丝的电阻随温度的升高而变大判断灯丝的电阻变化;
欧姆定律R分析回答。
【解答】(1)小灯泡的额定电压为3.8V,当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作,此时灯泡的功率为额定功率,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率;
(2)图中,电压表测灯的电压,电流测灯的电流,当滑片向左滑动时,变阻器连入电路中的电阻变小,由欧姆定律,电路中电流变大,灯的电压变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝的温度升高,因灯丝的电阻随温度的升高而变大,故灯丝的电阻变大;
由欧姆定律R,电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数,故电流表与电压表示数的比值将变小。
故答案为:(1)3.8;(2)变小。
16.【答案】(1)
(2)小灯泡断路
(3)0.75
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中;
(2)两电表指针始终处于图乙所示位置,即电压表有示数,电流表没有示数,可能是小灯泡断路;
(3)根据图像可以知道小灯泡正常工作时的电流,再根据P=UI,计算出小灯泡的额定功率;
(4)根据影响电阻大小的因素分析判断即可得出原因。
【解答】(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,如下图所示:
;
(2)已知小科准备的元件都是完好的,闭合开关后,小科发现电压表、电流表示数如图乙所示,即电压表有示数,电流表没有示数,说明小灯泡断路;
(3)小灯泡的额定电压为2.5V,根据图乙可知,小灯泡正常工作时的电流为0.3A,所以其额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,不是定值,其电流与其两端的电压不成正比。
17.【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率;小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】已知两灯串联,电压表分别测量灯泡两端电压,电流测量电路中的电流;注意已知两灯泡的额定电压和额定功率,并且电路中电流相等。再根据选项所给条件逐一解决。
【解答】A、由I可得,L1的额定电流小于L2的额定电流,因此电路中的最大电流为L1的额定电流,因此该电路能测量灯泡L1的额定功率,故A错误;
B、由A选项可知,灯泡L1能正常发光,因此能测量出灯泡L1正常发光时的电阻,故B正确;
C、因为灯丝的电阻随温度的改变而改变,因此无法探究电流与电压的关系,故C错误;
D、由W=UIt可得,串联电路中电流一定,因此可以探究电流做功的多少与电压的关系,故D错误。
故选:B。
18.【答案】B
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】(1)探究“电功率跟电压的关系”实验,需要控制电流相同,据此分析;
(2)根据两灯泡的规格分析回答;
(3)灯泡的亮度是由其实际功率决定的;
(4)该实验只提供了电压表,没有电流表,不能测出电功率的确切值,也就无法得出电功率和电压间的定量关系。
【解答】A、探究“电功率跟电压的关系”实验,需要控制电流相同,因此L1和L2串联的主要目的是使两灯泡的电流相等,故A错误;
B、小灯泡L1“2.5V,0.3A”和L2“3.8V,0.3A”,两灯的额定电流都是0.3A;两灯串联时,若电源电压可调,当电路中电流达到0.3A,即额定电流时,两灯都能正常发光,故B正确;
C、灯泡的亮度是由其实际功率决定的,所以闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,是因为它的实际功率大,故C错误;
D、由图知,两电压表分别测两灯的电压,只能通过灯泡的亮度判断其电功率的大小,并不能测出电功率的确切值,也就无法得出电功率和电压间的定量关系,即P=UI,故D错误。
故选:B。
19.【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】根据题意可知,电压表不能直接并联在灯的两端,根据串联电路电压的规律可知灯正常发光时变阻器的电压,据此回答。
【解答】灯泡的额定电压为3.5V,电压表只有0~3V的量程,电压表不能直接并联在灯的两端,根据串联电路电压的规律,灯变阻器的电压为U滑=6V﹣3.5V=2.5V时,灯正常发光,故为了能准确地测出小灯泡的额定功率,将电压表并联在ae两端。
故选:B。
20.【答案】C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】要想测出小灯泡的额定功率,必须想办法直接或间接测出灯泡两端的电压与流经灯泡的电流,从这一角度分析电路中各仪表所起的作用,即可判断是否能达到实验目的。
【解答】A、图中电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器可调节整个电路,符合要求,故A不符合题意;
B、图中电压表V1测小灯泡两端的电压,R1与灯泡串联,因此电流相同,利用V2与已知阻值的定值电阻可测出电流,滑动变阻器可调节整个电路,符合要求,故B不符合题意;
C、只能测出灯泡两端的电压,无法得到电流的大小,故C符合题意;
D、图中电流表A1可测出灯泡的电流,已知阻值的R1与灯泡并联,它们两端的电压相同,通过A2和R1又可以算出电压的大小,滑动变阻器可调节整个电路,也符合要求,故D不符合题意。
故选:C。
21.【答案】B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】根据电功率计算公式P=UI,要测小灯泡的额定功率必须测出小灯泡达到额定电压时的电流;灯泡额定电压小于电源电压,需要串联电阻来分压,电压表量程较小,可以先测串联电阻的电压,电源电压减去电阻的电压就是灯泡电压,再计算灯泡的额定功率。
【解答】灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压。当滑动变阻器两端的电压为6V﹣3.8V=2.2V时,灯泡两端电压达到额定电压3.8V,读出此时电流表的读数,根据公式P=UI可求灯泡的额定功率。
A、电压表测的是电源电压,A不符合题意;
B、电压表测的是滑动变阻器电压,B符合题意;
C、电压表与灯泡串联,电路断路,C不符合题意;
D、电压表测的是灯泡电压,灯泡的额定电压超过电压表的量程,无法测量,D不符合题意。
故选:B。
22.【答案】D
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】①由表中数据可知,灯泡正常发光时的电流,由P=UI计算灯泡的额定功率;
②由表中数据,根据P=UI结合灯泡的亮度判断;
③由表中数据,根据欧姆定律计算不同电压下灯泡电阻,可知灯泡电阻与电压关系;
④串联电路电流处处相等,根据灯泡电压和对应电流值,计算定值电阻两端电压,并且满足总电压为3V,从而判断灯泡是否能正常发光。
【解答】①灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由表中数据知,此时通过灯泡的电流为0.25A,
所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W,故①正确;
②由表中数据知,灯泡两端电压越大,通过的电流也越大,由P=UI可知,灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,故②正确;
③由欧姆定律可得,第一次实验时灯泡电阻分别为:R14.17Ω;
同理可知:R2=6.25Ω,R3≈7.89Ω,R4≈8.70Ω,R5=10Ω,R6≈10.71Ω,所以小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大,故③正确;
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端,由表中数据知,当灯泡电压2.5V,对应电流为0.25A;
此时定值电阻两端电压:UR=IR=0.25A×2Ω=0.5V,
恰好满足电源电压:U=UL+UR=0.5V+2.5V=3V,所以灯泡能正常发光,故④正确。
故选:D。
23.【答案】(1)
(2)左
(3)0.75
(4)电压
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)电流表要串联在电路中;
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)图乙中电流表选用小量程,根据电流表的分度值和指针位置读出其示数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(4)检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,电压表通过变阻器与电源连通,此时电压表测电源电压,且电压表自身的电阻很大,据此分析。
【解答】(1)图甲中电流表还没有接入电路,且电流表要串联在电路中,如下图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时电流为0.3A,
小灯泡的额定功率为:P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,电压表通过变阻器与电源连通,此时电压表测电源电压,所以会观察到电压表的指针有明显偏转;电压表串联在电路中,且电压表自身的电阻很大,所以电路中的电流几乎为零,即电流表的指针几乎不偏转。
24.【答案】(1)
(2)右;0.6
(3)25
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)实验中向左移动滑动变阻器滑片时灯泡逐渐变暗,可知电路的电流变小,确定变阻器器连入电路的电阻变化,据此确定变阻器右下接线柱连入电路中;根据额定电压为2.5V的小灯泡,小灯泡的额定功率小于1W,由P=UI得出灯的额定电流,据此确定电流表选用小量程与变阻器串联;
(2)灯在额定电压2.5V时正常发光,因电压表的示数为2.2V小于2.5V,根据串联电路电压的规律及分压原理分析,根据电流表选用小量程确定分度值读数,由P=UI得出小灯泡的额定功率;
(3)根据图丙所示电压表选用的量程确定分度值读数,根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压,根据分压原理得出当变阻器最大电阻为35Ω电阻时对应的最大定值电阻。
【解答】解:(1)他想在实验中向左移动滑动变阻器滑片时灯泡逐渐变暗,可知电路的电流变小,变阻器器连入电路的电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中;额定电压为2.5V的小灯泡,小灯泡的额定功率小于1W,故灯的额定电流小于
I0.4A,故电流表选用小量程与变阻器串联,如下所示:
(2)灯在额定电压2.5V时正常发光,小明同学将滑动变阻器滑片移动到某处时,电压表的示数为2.2V,小于2.5V,要增大灯的电压减小变阻器的电压,由分压原理,要减小变阻器连入电路的电阻,故再将滑动变阻器滑片向右调节后,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,则小灯泡的额定功率是
PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W。
(3)小明同学想利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻,保持电压表示数始终为图丙所示,分度值为0.1V,电压为2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U'﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V
电阻的电压为变阻器电压表的 倍,因滑动变阻器的最大35Ω,根据分压原理,当变阻器最大电阻为35Ω电阻时,对应的最大定值电阻为
R大35Ω=25Ω
故多次更换阻值不同的定值电阻,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,选用的电阻阻值不能大于25Ω。
25.【答案】(1)0.5
(2)变大
(3)B
(4)B
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据绘制的如图乙所示的U﹣I图像可知灯在额定电压下的电流,根据P=UI可计算出小灯泡的额定功率;
(2)原电路中,电压表测灯的电压,直接将亮着的小灯泡从灯座上取下,电路断路,电压表与电源连通测电源电压,据此分析。
(3)由已知条件,根据串联电阻的规律及欧姆定律可知灯正常发光时变阻器连入电路的电阻,据此分析;
(4)AC、根据P结合灯泡电阻R随温度的升高而增大分析;BD、根据P=I2R结合灯泡电阻R随温度的升高而增大分析。
【解答】解:(1)根据绘制的如图乙所示的U﹣I图像可知,灯在额定电压下的电流为0.2A,可计算出小灯泡的额定功率P额=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W;
(2)原电路中,电压表测灯的电压,实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取下,电路断路,电压表与电源连通测电源电压,故发现电压表的示数变大。
(3)所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V,灯在额定电压下的电流为0.2A,根据串联电阻的规律及欧姆定律可知,此时变阻器连入电路的电阻为R滑17.5Ω>10Ω
为能顺利完成该实验探究,滑动变阻器应选用B。
(4)AC、根据P,若R不变,P与U2成正比,图象是一条经过原点的直线,因灯泡电阻R随温度的升高而增大,相同U2下的值比R不变时更小,图象相比正比例图象向下弯,故AC错误;
BD、由P=I2R知,若R不变,则P与I2成正比,图象是一条经过原点的直线,因灯泡电阻R随温度的升高而增大,所以P的取值会比R不变时P的取值大,图象相比正比例图象向上弯,故B正确,D错误。
故选:B。
故答案为:(1)0.5;(2)变大;(3)B;(4)B。
26.【答案】(1)L1发生短路
(2)通过灯泡的电流相同时,灯泡两端的电压越大,功率越大;1、应断开开关;2、换用0~15V的量程
(3)
【知识点】测定小灯泡的功率;小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电流处处相等,常见的电路故障有:断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因。
(2)①根据电压数据变化与灯泡的亮度的变化可得结论;
②知道实验时连接电路应断开开关,知道电压表在使用时应该与被测电路并联,不能超过量程,应当使电流从其“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出。
(3)探究“电功率跟电流的关系”。为得出具有普遍性的实验结论,应保持电压相同,利用电流表测量不同灯泡的电流值,由此可知应将两个不同的灯泡并联,利用电流表分别测量灯泡的电流,据此作出电路图。
【解答】解:(1)由图可知:灯泡L1、L2串联,一个灯泡发光,说明串联电路中是通路,一个灯泡不发光,电压表无示数,说明不发光的灯泡可能发生短路。
(2)①知道灯泡的亮度与灯泡的实际功率有关,由表格数据可知:灯泡两端的电压越大,亮度越亮,功率越大,所以可得结论是:通过灯泡的电流相同时,灯泡两端的电压越大,功率越大;
②由于实验时连接电路应断开开关,知道电压表在使用时应该与被测电路并联,同时由表格可知L2两端的电压大于3V,所以测量L2两端的电压,应换用0~15V的量程,同时还应当使电流从其“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出;
所以注意的是:
1、断开开关,
2、换用0~15V的量程,
3、并联在L2两端,使电流从其“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出。
(3)探究“电功率跟电流的关系”。应保持电压相同,利用电流表测量不同灯泡的电流值,由此可知:将两个不同的灯泡并联,利用电流表先后与灯泡串联,分别测量灯泡的电流;如图:
27.【答案】(1)
(2)B;保护电路
(3)电压表;0.65
(4)左;越大
(5)因其他器材的所有连接均不变,此时电压表选用小量程,小于灯泡额定电压3.8V,因此利用此电路无法准确的判断小灯泡何时正常发光。
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;
(2)小灯泡额定电压为2.5V,额定电流约为0.3A;当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律求出滑动变阻器连入电路中的电阻确定滑动变阻器规格;在“测量小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器除了调节小灯泡两端的电压及通过的电流外,还有保护电路的作用;
(3)当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光;根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(4)①根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
②根据表中数据分析回答;
(5)根据电压表选用的量程分析回答。
【解答】(1)灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)当灯正常发光时,灯泡额定电流约为0.3A>0.2A,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑= 11.2Ω>10Ω,故为了能够顺利完成实验探究,应选用“20Ω 1A”的滑动变阻器,即选:B;
在“测量小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器除了调节小灯泡两端的电压及通过的电流外,还有保护电路的作用;
(3)当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光,因此眼睛应该看着电压表移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则小灯泡额定功率为:PL=ULIL=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)①由表中数据可知,依次完成这4次实验的过程中,灯泡两端电压变大,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压变小,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器的滑片一直在向左移动;
②由表中数据可知,小灯泡两端的电压越大,实际功率越大,灯泡亮度越亮;
(5)涵涵又选用了“3.8V”的小灯泡直接替换原来的灯泡进行测量,其他器材的所有连接均不变,此时电压表选用小量程,小于灯泡额定电压3.8V,因此利用此电路无法准确的判断小灯泡何时正常发光。
故答案为:(1);(2)B;保护电路;(3)电压表;0.65;(4)①左;②越大;(5)因其他器材的所有连接均不变,此时电压表选用小量程,小于灯泡额定电压3.8V,因此利用此电路无法准确的判断小灯泡何时正常发光。
28.【答案】(1)6
(2)电压表
(3)0.875
(4)滑动变阻器的功率
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据该同学正确连接电路,实验步骤正确确定电路的连接,根据串联电路电压的规律及欧姆定律可知电源电压大小;
(2)若灯泡断路,电流表示数为0;此时电压表与电源两极相连,测量电源电压,电压表有示数;若滑动变阻器断路,整个电路断路,电流表和电压表都无示数,据此回答;
(3)已知小灯的额定电流I额=0.25A;因为电压表只有0~3V挡完好,根据灯泡额定功率约0.9W,由P=UI可得灯泡额定电压,他边思考边实验,同时对电路进行调整,直至小灯正常发光,确定电压表的连接,根据电压表选用小量程确定分度值读数,由串联电路电压的规律可知灯泡的额定电压,根据P=UI可得小灯的额定电功率;
(4)阴影的部分是一个长方形,其面积等于长与宽的积,即电流和电压的乘积,由此可知矩形面积的物理含义。
【解答】解:(1)该同学正确连接电路,实验步骤正确,电压表测灯的电压,电流表测电路的电流,实验刚闭合开关时,则滑动变阻器连入电路的阻值最大(20Ω ),因电流I=0.2A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律可知,电源电压
U=UV+U滑=UV+IR滑大=2V+0.2A×20Ω=6V
(2)若灯泡断路,电流表示数为0;此时电压表与电源两极相连,测量电源电压,电压表有示数;若滑动变阻器断路,整个电路断路,电流表和电压表都无示数,所以通过观察电压表,若电压表有示数,初步判断出灯泡断路,若无示数,则滑动变阻器断路;
(3)已知小灯的额定电流I额=0.25A;因为电压表只有0~3V挡完好,而灯泡额定功率约0.9W,由P=UI可得灯泡额定电压约为
U'额3.6V>3V;
电压表只有0﹣3V挡完好,他边思考边实验,同时对电路进行调整,直至小灯正常发光,可知电压表并联在变阻器的两端了,此时观察到电流表示数为0.25A时,电压表示数如图所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.5V,由串联电路电压的规律可知灯泡的额定电压
U额=U﹣U'滑=6V﹣2.5V=3.5V;可得小灯的额定电功率
P额=U额I额=3.5V×0.25A =0.875W。
(4)图中横坐标表示电压,阴影部分宽即电压为U2﹣U1=U滑,纵坐标表示电流,阴影部分长即电流为I,图中阴影部分面积等于通过滑动变阻器的电流与其两端电压的乘积,由P=UI知,故矩形面积表示的物理含义是滑动变阻器的功率。
故答案为:(1)6;(2)电压表;(3)0.875;(4)滑动变阻器的功率。
29.【答案】(1)
(2)A
(3)0.24;1.5;2.5
(4)8.3
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的接法分析;
(2)根据电路中灯泡的亮暗和电流表、电压表有无示数情况,可判断电路的连接状态;
(3)电流表和电压表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数;灯泡两端的电压为额定电压时,灯泡正常发光;
(4)根据表格读出电流值和电压值,根据欧姆定律求出电阻。
【解答】解:(1)滑动变阻器在接入电路中时应采用一上一下的接法,如图所示:
(2)灯泡不亮,电流表无示数,说明电路无电流;电压表有示数且较大,说明电路有电压且与电压表串联的电路是通路,所以故障原因是灯泡断路,故选A;
(3)电流表使用0~0.6A量程,电流表示数为0.24A,电压表使用0~3V量程,电压表示数为1.5V,灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡会正常发光,故应调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V;
(4)由图可知,灯泡正常发光时的电压为2.5V,电流为0.3A,由欧姆定律可知,灯泡的电阻为:R8.3Ω。
故答案为:(1)如图;(2)A;(3)0.24;1.5;2.5;(4)8.3。
30.【答案】(1);
(2)小灯泡断路;
(3)0.75
(4)大于
(5)乙
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)滑片向左移动时,灯变亮,说明电流变大,则滑动变阻器的有效电阻变小,据此连接;
(2)小灯泡不亮、电流表示数几乎为零,说明电路可能断路,电压表示数接近3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
(3)根据图乙找到额定电压对应的额定电流,利用P=UI计算灯泡的额定功率;
(4)根据P结合灯的电阻随温度的降低而减小分析;
(5)当灯泡两端电压最小时,变阻器两端电压最大,变阻器的阻值最大,由图乙知灯的电压和电流,根据串联电路电压的规律求出变阻器的电压,由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值确定变阻器的规格。
【解答】(1)滑片P向右端移动时,灯变亮,电流变大,滑动变阻器接入电路阻值变小,则滑动变阻器需要接入右下接线柱,如图所示
(2)小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,相当于电压表并联在电源两端,则电路故障可能是小灯泡断路。
(3)灯泡额定电压为2.5V,由图乙可知此时电路电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)若灯泡电阻不变,灯泡两端电压变为额定电压的一半时,根据电功率计算公式可知此时灯的实际功率变为额定功率的四分之一,但灯泡的阻值随着温度变化而变化,当灯泡两端电压变为额定电压的一半时,灯泡的温度降低,灯丝阻值减小,根据可知,此时实际功率大于。
(5)结合串联电路的电压关系可知灯泡两端电压最小时,滑动变阻器两端电压最大,由图乙可得灯泡两端电压最小为0.5V,此时电路中电流为0.1A,滑动变阻器两端电压为U滑大=U电﹣U灯小=3V﹣0.5V=2.5V
滑动变阻器最大阻值为,小华在该实验中选用的是乙滑动变阻器。
31.【答案】(1)
(2)小芳
(3)0.625;小灯泡的阻值和温度有关
(4)保持滑动变阻器的滑片位置不变;
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右。故小灯泡的额定电流大约为0.25A,电流表量程选0~0.6A,电流表和小灯泡串联接入电路;
(2)电流表指针几乎不动说明电路中存在断路,电压表示数接近3V说明可能是小灯泡断路;
(3)小灯泡额定电压为2.5V,由乙图可知电流大小,根据功率公式可得小灯泡的额定功率;小灯泡的电阻随着温度的变化而变化,不是一定值;
(4)利用电压表和一定值电阻测量小灯泡功率,先用电压表测量小灯泡的电压,然后测量小灯泡和电阻电阻的电压,此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变,则定值电阻两端的电压两次电压之差,根据欧姆定律计算得到电路中的电流;
再根据功率公式表示出小灯泡的功率。
【解答】(1)小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右。故小灯泡的额定电流大约为0.25A,电流表量程选0~0.6A,电流表和小灯泡串联接入电路,如图所示;
;
(2)电流表指针几乎不动说明电路中存在断路,电压表示数接近3V,说明电压表并联以外的部分是完好的,故小明操作错误,故障可能是小灯泡断路,所以小芳的排除故障操作是正确的;
(3)小灯泡额定电压为2.5V,由乙图可知电流为0.25A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
小灯泡的电阻随着温度的变化而变化,所以不是一定值,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比;
(4)利用电压表和一定值电阻测量小灯泡功率,先用电压表测量小灯泡的电压U额,然后测量小灯泡和电阻电阻的电压U,此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变,则定值电阻两端的电压U0=U﹣U额,通过电阻的电流I0;
小灯泡额定功率表达式P额=U额I0。
故答案为:(1)如图所示;(2)小芳;(3)0.625;小灯泡的阻值和温度有关;(4)保持滑动变阻器的滑片位置不变;。
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